發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪工藝及夾具設(shè)計(jì).doc

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題目 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪工藝及夾具設(shè)計(jì) 全篇交流QQ;747933699 摘要 齒輪制造技術(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。齒輪加工的工藝，因齒輪結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、生產(chǎn)條件可采用不同的方案，概括起來有齒坯加工、齒形加工、熱處理和熱處理后精加工四個(gè)階段。齒坯加工必須保證加工基準(zhǔn)面精度。熱處理直接決定輪齒的內(nèi)在質(zhì)量，齒形加工和熱處理后的精加工是制造的關(guān)鍵。也計(jì)，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)分析、工作環(huán)境分析及對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行工藝性分析、定位基準(zhǔn)的選擇、刀、量具的選擇、設(shè)備的選擇、擬訂

2、工藝路線，制定加工工藝規(guī)程等工作后，編制了一套完整的齒輪加工工藝規(guī)程。 在齒輪輪齒的加工工序中,此次設(shè)計(jì)對(duì)輪齒先采用滾齒的加工方法，再采用剃齒的加工方法來確保齒部精度達(dá)到要求，并在剃齒加工工序中設(shè)計(jì)了一套專用的剃齒夾具進(jìn)一步確保齒部精度合格。 關(guān)鍵 全篇交流QQ;747933699 詞：齒輪，工藝規(guī)程，夾具目錄 第一章 概 論 1 1.1研究背景和意義 1 1.2研究的內(nèi)容及重點(diǎn) 1 第二章 齒輪的工藝分析與刀具的選擇 3 2.1傳動(dòng)齒輪分析 3 2.1.1傳動(dòng)齒輪的重要性及特點(diǎn) 3 2.1.2 零件的結(jié)構(gòu)及參數(shù)分析 3 2.1

3、.3材料與熱處理 4 2.1.4 精度分析 5 2.2 毛坯的選擇 5 2.3零件的加工方法 5 2.4刀具的選擇 8 第三章 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 9 3.1工藝安排 9 3.2定位基準(zhǔn)的選擇 10 3.3工藝路線的設(shè)計(jì) 11 3.4 工藝尺寸的計(jì)算 14 第四章 夾具的設(shè)計(jì) 15 4.1確定工件的定位方案 15 4.2選擇定位原件 16 4.3分析計(jì)算定位誤差及夾具的精度計(jì)算 16 4.4夾具的使用說明 17 第五章 總結(jié) 18 參考資料 19 致謝 20 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) 21 全篇交流QQ;747933699 能、壽命直接影響整機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指

4、標(biāo)，齒輪因其形狀復(fù)雜、技術(shù)問題多，制造難度較大，所以齒輪制造水平在較大程度上反映一個(gè)國家機(jī)械工業(yè)的水平。我國在發(fā)展齒輪生產(chǎn)方面，到70年代末，已基本形成齒輪制造工業(yè)的完整體系。 齒輪制造技術(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。齒輪加工的工藝，因齒輪結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、生產(chǎn)條件可采用不同的方案，概括起來有齒坯加工、齒形加工、熱處理和熱處理后精加工四個(gè)階段。齒坯加工必須保證加工基準(zhǔn)面精度。熱處理直接決的基礎(chǔ)理論只是，技術(shù)基礎(chǔ)只是以及專業(yè)課知識(shí)和技術(shù)，去分析和解決本專業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序，規(guī)范和方法。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生對(duì)所學(xué)的基本理論

5、，基本知識(shí)和基本技能的認(rèn)識(shí)；提高學(xué)生設(shè)計(jì)，計(jì)算，計(jì)算機(jī)制圖和編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的獨(dú)立工作能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，樹立正確的生產(chǎn)觀點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)和全局觀點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生向工程技術(shù)人員的過渡過程。 1.2研究的內(nèi)容及重點(diǎn) 20 0 0.124 120 112.763 4.496 8.999 150 11.422 8FHGB100.95-88 公法線長度及極限偏差 WK 43.35 跨齒數(shù) k 4 公

6、法線長度變動(dòng)公差 FW 0.085 徑向綜合公差 Fi” 0.10 格的鋼材，由于淬透性能波動(dòng)范圍過大而影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況。例如若20CrMnTi滲碳鋼的淬透性過低，則制成的齒輪滲碳淬火后，心部硬度低于技術(shù)條件規(guī)定的數(shù)值，疲勞試驗(yàn)時(shí)，齒輪的疲勞壽命降低一半；若淬透性能過高，則齒輪滲碳淬火后內(nèi)孔收縮量過大而影響齒輪裝配。因此本次設(shè)計(jì)是在輪齒精加工完成后，采用滲碳淬火熱處理工藝改善輪齒的表面硬度，使其壽命大大提高。 （2）熱處理 熱處理工序一般不安排在機(jī)械加工之間，而安排在鍛造之后機(jī)械加工之前。此次齒輪加工采用的熱處理工藝是正火，主要是為了細(xì)化金屬晶粒和改善切削加工性，從而獲得

7、所需性能。在機(jī)械制造過程中，熱處理占有十分重要的地位，它既可以消除上一工藝過程中的缺陷，又可用于為下一工藝過程創(chuàng)造條件，更重要的是能改善合金的使用性能，達(dá)到充分發(fā)揮材料的性能潛力，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，延長使用壽命的目的。 2.1.4 精度分析 齒輪精度是指對(duì)齒輪形狀的綜合誤差所劃分的一個(gè)等級(jí)，其中包括齒形、齒向、徑跳等一些重要的參數(shù)，其中齒形是指齒的徑向形狀，齒向是指齒的縱向形狀，徑跳是指相鄰兩齒間距離的誤差，一般我們汽車用的齒輪可由滾齒機(jī)加工完成，7~8級(jí)便可使用。本次齒輪加工輪齒的精度要求達(dá)8級(jí)，在滾齒階段可達(dá)到8級(jí)精度，剃齒階段可達(dá)到6~7級(jí)精度。由于剃齒之后又有淬火熱處理工藝，所以輪

8、齒的精度又達(dá)8級(jí)的要求，所以剃齒工藝是非常有必要的。 2.2 毛坯的選擇 毛坯的制造是零件生產(chǎn)過程中的一部分，是由原材料變成成品的第一步，目前，機(jī)械加工零件的毛坯形式通常有以下幾類：鍛造、鑄造、型材、沖壓、焊接，在選擇毛坯制造方法時(shí)，可根據(jù)以下主要參數(shù)確定 （1）被加工零件的結(jié)構(gòu)形狀，制造精度與幾何尺寸； （2）零件的生產(chǎn)類型； （3）零件所采用的材料； 由于齒輪是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件，尺寸精確、加工余量小、大批量生產(chǎn)、材料硬度高，所以此次設(shè)計(jì)選用鍛造的方法加工毛料，根據(jù)設(shè)計(jì)圖要求，毛坯交貨狀態(tài)的熱處理為正火，硬度在HB=170~200。 2.3零件的加工方法 輪齒的加工方法及分析

9、 展成法是應(yīng)用齒輪嚙合的原理來進(jìn)行加工的，用這種方法加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。此次設(shè)計(jì)采用滾齒和剃齒的加工方法。 （1）滾齒工藝 1）滾齒的原理及工藝特點(diǎn) 滾齒是齒形加工方法中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪作無側(cè)隙強(qiáng)制性的嚙合。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，

10、又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。 滾齒可直接加工8~9級(jí)精度齒輪，也可用作7 級(jí)以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的精度，但因滾齒時(shí)齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較高。為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，此次設(shè)計(jì)最后對(duì)輪齒采用剃齒工藝使輪齒精度達(dá)到7級(jí)，以便使熱處理后達(dá)到8級(jí)的工藝要求。 2)滾齒加工質(zhì)量分析 　 影響傳動(dòng)精度的加工誤差分析 影響齒輪傳動(dòng)精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化。相對(duì)位置的變化(幾何偏心)產(chǎn)生齒輪的徑向誤差；相對(duì)運(yùn)動(dòng)的

11、變化(運(yùn)動(dòng)偏心)產(chǎn)生齒輪的切向誤差。 齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時(shí)，由于齒坯的實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與其基準(zhǔn)孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差。 　　齒輪的徑向誤差一般可通過測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)△Fr反映出來。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪徑向誤差的主要原因如下： 　　①調(diào)整夾具時(shí)，心軸和機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合。 　?、邶X坯基準(zhǔn)孔與心軸間有間隙，裝夾時(shí)偏向一邊。 　?、刍鶞?zhǔn)端面定位不好，夾緊后內(nèi)孔相對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏心。 齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時(shí)，實(shí)際齒廓相對(duì)理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移。當(dāng)齒輪出現(xiàn)切向位移時(shí)，可通過測(cè)量公法線長度變動(dòng)公差△Fw來反映

12、。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪切向誤差的主要原因是傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差造成的。在分齒傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)元件中，對(duì)傳動(dòng)誤差影響最大的是工作臺(tái)下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合（運(yùn)動(dòng)偏心），使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中發(fā)生轉(zhuǎn)角誤差，并復(fù)映給齒輪。其次，影響傳動(dòng)誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺(tái)上。 3)影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分析 　　影響齒輪傳動(dòng)工作平穩(wěn)性的主要因素是齒輪的齒形誤差△ff和基節(jié)偏差△fpb。齒形誤差會(huì)引起每對(duì)齒輪嚙合過程中傳動(dòng)比的瞬時(shí)變化；基節(jié)偏差會(huì)引起一對(duì)齒過渡到另一對(duì)齒嚙合時(shí)傳動(dòng)比的突變。齒輪傳動(dòng)由于傳動(dòng)比瞬時(shí)變化和突變而產(chǎn)生噪聲和振

13、動(dòng)，從而影響工作平穩(wěn)性精度。滾齒時(shí)，產(chǎn)生齒輪的基節(jié)偏差較小，而齒形誤差通常較大。下面主要討論齒形誤差。 　　齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會(huì)反映到齒面上。常見的齒形誤差有齒面出棱、為齒形不對(duì)稱、齒形角誤差、齒面上的周期性誤差、齒輪根切。由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開線，使齒輪傳動(dòng)中瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)定，影響齒輪的工作平穩(wěn)性。 （2）剃齒工藝 剃全部余量。 綜上所述，剃齒加工的過程是剃齒刀與被切齒輪在輪齒雙面緊密嚙合的自由展成運(yùn)動(dòng)中，實(shí)應(yīng)選擇剛性較好、精度較低的刀具，半精加工、精加工階段以保證零件的加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量為主，

14、應(yīng)選擇耐用度高、精度較高的刀具，粗加工階段所用刀具的精度最低、而精加工階段所用刀具的精度最高。 一端面、粗車另一端面。 精加工工序有：精車一端面、精車另一端面、剃齒。 工藝路線基本傾向于：加工過程中劃分加工階段，工序適當(dāng)合理的集中與分散，度的要求也較高，在加工中除去較少的余量，同時(shí)進(jìn)一步提高了零件表面的尺寸位置和加工精度。 （9）工序55 工序55為 式（4-2） =0.014mm 置誤差：取0.01mm 則加工誤差之和： 全篇交流QQ;747933699 定位誤差查參考文獻(xiàn)[16]，可按下式計(jì)算： 用性大，在機(jī)床夾具中很廣泛的應(yīng)用，在夾緊和松開工件時(shí)比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在裝夾工件時(shí)首先對(duì)所有零件清洗，先把夾具體固定在工作臺(tái)上，接著裝上待加工零件，然后采用機(jī)動(dòng)夾緊的方式把壓板固定在工件上端面。加工完成后，先將夾板松開，然后取下已加工零件。